编号：悬架系统设计计算报告项目名称：国内某车型
项目代码： 007
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批准：日期：
汽车设计有限公司
2011年11月
目次
1概述 .................................................................
1.1 任务来源 .............................................................
1.2 悬架系统基本介绍 ......................................................
1.2.1 前悬架的结构形式.....................................................
1.2.2 后悬架的结构形式.....................................................
1.3 计算的目的............................................................ 2悬架系统设计的输入条件.................................................. 3悬架系统偏频的选取及悬架刚度计算......................................... 4弹簧计算..............................................................
4.1 弹簧刚度的计算........................................................
4.2 前螺旋弹簧钢丝直径的计算 ............................................... 5悬架系统静挠度计算..................................................... 6悬架侧倾角刚度计算.....................................................
6.1 前悬架侧倾角刚度计算...................................................
6.2 后悬架侧倾角刚度计算...................................................
6.3 整车侧倾角刚度计算.....................................................
6.4 整车的侧倾力矩........................................................
6.5 整车的纵倾计算........................................................
6.5.1 纵倾角的计算........................................................ 7减振器参数的确定.......................................................
7.1 减振器阻尼系数的确定................................................... 8参数列表.............................................................. 参考文献.................................................................
悬架系统设计计算报告
1概述
1.1任务来源
根据《新车设计开发项目协议书－007项目设计开发》的规定，悬架系统参考样车进行逆向设计。
1.2 悬架系统基本介绍
该款车前悬架采用麦弗逊式独立悬架，后悬架采用整体式驱动桥钢板弹簧非独立悬架。
1.2.1 前悬架的结构形式
图1 前悬架结构形式
1.2.2 后悬架的结构形式
图2 后悬架结构形式
1.3 计算的目的
通过计算，求得反映其悬架系统性能的基本特征量，为零部件开发提供参考。计算内容主要包括悬架刚度、偏频、静挠度、动挠度、侧倾刚度和减振器阻尼等。
2悬架系统设计的输入条件
表1 悬架参数列表
3 悬架系统偏频的选取及悬架刚度计算
前后悬架固有频率的匹配应合理，对乘用车，要求前悬架固有频率略低于后悬架的固有频率，还要不允许悬架撞击车架（或车身）。
由标杆车试验数据得出（表2）：
表2 标杆车悬架刚度试验表
由于左、右轮载做实验时存在误差，现取其平均值计算载荷，高度变化值。 由上表取值：前轴荷为556kg ，后轴荷为620kg 。 前轴荷为689kg ，后轴荷为1017kg 。 分别取对应载荷左右高度差平均值的差值得：
前轴荷变化量为689-556=133kg ，位移为399.85-381.75=18.1mm ； 后轴荷变化量为1017-620=397kg ，位移为420.65-389.55 =31.1mm ； 故前悬架刚度为：（133/2×9.81）/0.0181=3.61×104 N/m 后悬架刚度为：（397/2×9.81）/0.0311=62.5×104 N/m
m
C
n ?
=
π21 （Hz ） (1)
代入样车空、满载前、后簧上质量得：
前悬空载偏频n 1空= 1.38Hz ；后悬空载偏频n 2空=1.78Hz ； 前悬半载偏频n 1半= 1.27Hz ；后悬半载偏频n 2半=1.45Hz ； 前悬满载偏频n 1满= 1.22Hz ；后悬满载偏频n 2满=1.33Hz ； 标杆车：
空载时前后悬架的偏频比为0.78， 半载时前后悬架的偏频比为0.88， 满载时前后悬架的偏频比为0.92。
以上可以看出，标杆车的偏频并不好，需要优化；
选取CA07的前悬架半载偏频n 1半= 1.56Hz ，后悬半载偏频n 2半=1.85Hz, 满载偏频n 2满=1.70Hz ；代入方程（1），并除去非簧载质量前悬80kg ，后悬120kg ，CA07前、后悬悬架刚度分别为：
C 1=32.22×104 N/m ；
C 2=83.66×104 N/m ；
代入方程（1），CA07前、后悬空、半、满载偏频为： 前悬空载偏频n 1空= 1.32Hz ；后悬空载偏频n 2空=1.97Hz ； 前悬半载偏频n 1半= 1.22Hz ；后悬半载偏频n 2半=1.64Hz ； 前悬满载偏频n 1满= 1.18Hz ；后悬满载偏频n 2满=1.40Hz ； 以上计算参数汇总见表3。
表3 计算参数汇总
4 弹簧计算 4.1 弹簧刚度的计算
车轮与路面接触点和悬架弹簧的安装点不同，但在悬架杆系中具有一定的几何关系，因此，悬架刚度和弹簧刚度存在一定得比例关系，也就是说，悬架刚度和弹簧刚度存在一定得传递比，如图3所示：
图3 传递比示意图
a
b N F i h
v w y //,==……………………………………………………………
（2）
a
b f f i F x //==………………………………………………………………
（3）
式中：
x
i ——行程传递比
y
i ——力传递比 w
F ——弹簧力 h
v N ,——簧上质量
f ——车轮行程
F f ——弹簧行程
通过上述公式可以求得弹簧刚度（悬架刚度前面已计算得到）F C ：
f
N C h v h v /,,=…………………………………………………………………（4） x
y h v F i i C C ??=, ……………………………………………………………
（5）
式中：
F C ——弹簧刚度
h
v C ,——悬架刚度
图4麦弗逊悬架传递比示意图
经过推导，麦弗逊悬架传递比为：
)/(cos 1）（αδ-=o i x (6)
t ctg o c o c t tg d R i y --+?+-?++-?+?++
-=)()()
sin()()cos()cos(000000αδβαδαδδαδ (7)
其中：
δ=9.431°
α=3.678° R 0 =21.813 mm C+o=621.754mm
β=11.55° d=194.625mm
代入公式（6）、（7）中计算得出：i x =1.005 i y =1.112
代入公式（2）计算得出前悬架弹簧刚度为：
Cs 1= （C 1/2）×i x × i y =32.2 N/mm ；
图5 后悬架半载刚度计算示意图
参照图5所示后悬架刚度计算示意图，计算后钢板弹簧的刚度。 根据CA07车型需要，后悬架采用变刚度钢板弹簧：
2Cs = C 2/2
2Cs =52.8N/mm （空、半载）59N/mm （满载）77N/mm （副簧完全工作） 4.2 前螺旋弹簧钢丝直径的计算
根据刘惟信主编的《汽车设计》，弹簧的刚度计算公式：
i D Gd C m s ?=3
4
8 (8)
式中：
G ——弹簧材料的剪切弹性模量，7.9×104
MPa ；
i ——弹簧工作圈数， 8.5圈； m
D ——弹簧中径，91mm ；
d ——弹簧簧丝直径 将以上数值代入公式得： d=12mm 。
5 悬架系统静挠度计算
理论研究和使用经验证明：汽车前、后悬架与其簧载质量组成的振动系统的固有频率，是影响汽车平顺性的主要参数之一。现在汽车的质量分配系数ε= ρ2/ab=0.8～1.2，可以近似的认为ε=1。这样，前、后轴上方车身两点的振动不存在联系。此时，前、后部分车身的振动频率（亦称偏频）可表示为：
1
1121
n m c π
=
，
2
2221n m c π
=； (9)
而悬架的静挠度与簧载质量和悬架刚度的关系为：
f C1=m 1g/C 1 ，f c2=m 2g/C 2； (10)
1
1/5n c f ≈，
2
2/5n c f ≈ (g 取981㎝/s 2）； (11)
式中：n 1，n 2为前、后悬架的偏频；
f C1，f C2为前、后悬架在簧载质量m 1、m 2作用下的静挠度； C 1，C 2 为前、后悬架的刚度。 由式（11）计算静挠度，见表4：
表4 静挠度值汇总
6 悬架侧倾角刚度计算
悬架的侧倾角刚度是指簧载质量产生单位侧倾时悬架给车身的弹性回复力矩，悬架侧倾角刚度的大小对车身侧倾角有很大影响，总体设计中要求在侧倾惯性力等于0.4倍车重时，乘用车车身侧倾角小于4°。 6.1 前悬架侧倾角刚度计算
前悬架的侧倾角刚度rf C Φ由两部分共同作用，即螺旋弹簧引起的侧倾角刚度与横向稳定杆引起的侧倾角刚度：
rf C Φ＝bw ΦC ＋cf ΦC (12)
式中：
bw
ΦC ，横向稳定杆引起的等效侧倾角刚度， N ·mm/rad ；
cf
ΦC ，螺旋弹簧引起的侧倾角刚度， N ·mm/rad 。
忽略衬套影响时，横向稳定杆的角刚度计算可根据下面的公式，具体参数见图6：
()()??
????++++-=
Φc b L b a L a L EIL bf 222
3312
4223C (13)
E ：材料的弹性模量，取206000N/mm 2；（根据惯用材料代入）
：稳定杆的截面惯性矩， 4
4
64mm d I π=；
d ：稳定杆的直径，d ＝ 18mm ； 由图6可得： L ＝ 1049 mm ； L 1＝155.6 mm ； L 2＝127.7mm ； a ＝102mm ； b ＝39.4mm ； c ＝382.3mm 。
图6 稳定杆刚度计算示意图
根据式（13）计算得到稳定杆的角刚度为4.31×107 N ·mm/rad 。 横向稳定杆作用的角刚度受摆臂的作用的杠杆比和连接处的橡胶变形两个外界条件影响。
由于连接处橡胶件的变形等，稳定杆的侧倾角刚度会减小约15％～30％。 取其中间值22.5％。因此，横向稳定杆作用的等效侧倾角刚度
bf
C Φ为:
bw ΦC =bf
ΦC ×（1－22.5％）
=3.34×107 N ·mm/rad
前悬麦弗逊式悬架可以用图7表示，其侧倾角刚度可以用式（14）计算得到：
2
12C ?
?? ??=ΦP UK C S cf
……………………………………………………………
（14）
=3.08×107 N ·mm/rad 其中：U=1602.421mm P=1716.157mm K=740.743mm
图7 前悬架侧倾角刚度示意图
6.2 后悬架侧倾角刚度计算
后悬架为钢板簧式非独立悬架，如图8示：
图8 后悬架
纵置钢板弹簧式非独立悬架侧倾刚度为：
rr C Φ=22Cs 2q (15)
2Cs 为单边弹簧刚度为77N/mm, q 为钢板弹簧1/2中心距为547.3mm
根据公式（8）计算得到后悬架的侧倾角刚度rr C Φ为：
rr C Φ＝4.62×107 N ·mm/rad 6.3 整车侧倾角刚度计算
整车侧倾角是和汽车操纵稳定性及平顺性有关的重要参数。在侧倾角不大的条件下，车身侧倾单位角度所必需的侧倾力矩称为侧倾角刚度。整车侧倾角刚度为前、后悬架侧倾角刚度之和。
整车侧倾角刚度设为ΦC ：
ΦC = rf C Φ+rr C Φ
=6.42×107+4.62×107 =1.1×108N ·mm/rad
其中rf C Φ为前悬架侧倾角刚度，rf C Φ=6.42×107 N ·mm/rad
rr C Φ为后悬架侧倾角刚度，rr C Φ=4.62×107N ·mm/rad
当rf C Φ＞rr C Φ时，即前悬架侧倾角刚度大于后悬架侧倾角刚度，有利于汽车的不足转向特性，符合设计要求。 6.4 整车的侧倾力矩
z
f f s s mh h m h m =+ (16)
式中：
s m ——簧载质量；
s
h ——簧载质量质心高；
f ——非簧载质量；
f
h ——非簧载质量质心高；前215.37mm ，后256.94mm
m ——整车质量；
z h ——整车质心高；
由公式（11）可以求得簧载质量半载状态下的质心高度s
h =817.47mm 。
整车侧倾力矩主要由下列三部分组成： 1、簧载质量离心力引起的侧倾力矩M ΦrI ：
c
s y r h m a M =I Φ ………………………………………………………………
（17）
式中：
y
a ——侧向加速度，y
a 取4m/s 2；
s m ——簧载质量，
c
h ——簧载质量质心至侧倾轴线距离，半载状态下
c
h ＝601.46mm ，如图8
作图所示。
由上式计算得到M ΦrI ； M ΦrI = 3.25×106N ·mm
2、簧载质量重力引起的侧倾力矩M ΦrII ：
r
s Φ=I I Φc r h G M ………………………………………………………
（18）
式中：
r Φ——车厢的侧倾角，
s G ——簧载质量的重力； c
h ＝601.46mm 。
3、非簧载质量的离心力引起的侧倾力矩M ΦrIII ：
()
r 0uy --=I I I Φh F M r ……………………………………………………………
（19）
式中：
uy
——非簧载质量所受的离心力；
h ——等效非簧载质量侧倾中心高；
r ——车轮滚动半径，取292mm ； 下面分别对前后悬架分别计算： 对于前悬架0
h 为215.37mm ，其结果可以在数模中几何作图求得。同理可计
算得到后悬架
h 为256.94mm 。
图9 质心距侧倾轴线距离
总的非簧载质量引起的侧倾力矩为3.89×104
N ·mm 。
图10 前悬架等效非簧载质量侧倾中心高 图11 后悬架等效非簧载质量侧倾中心高
汽车作稳态圆周运动时，其侧倾力矩为
I I I ΦI I ΦI ΦΦ++=r r r M M M M r (20)
当侧向加速度为4m/s 2车厢侧倾角为Φr ，它可以由下式（21）计算出：
c
s r r r h G C M M -+=
ΦΦI I I ΦI Φ (21)
计算得到的CA07在4 m/s 2侧向加速度下车厢侧倾角为1.84°，满足要求。 6.5 整车的纵倾计算 6.5.1 纵倾角的计算
纵倾示意图如下图12：
图12 整车纵倾示意图
在制动强度z ＝0.5时，当车辆发生纵倾时，前后悬架的受力的变化量相当于轴荷转移量△G
L
mzgh G g
=
? (22)
式中：
z ——制动强度, z=0.5； m ——满载簧载质量，m =1664kg ； hg ——簧上质心高，hg =743mm （满载）； L ——轴距，L =2850mm ；
g ——重力加速度，取g=9.81m/s 2； 所以：△G=2148.3N
前后悬架单边变形由公式C G
S 2?=
（C 为单边悬架刚度）可得出：
前悬架S 1＝37.2mm 后悬架S 2＝13.9mm
整车纵倾角为
L S S 2
1+=
θ＝1.03°
7 减振器参数的确定 7.1 减振器阻尼系数的确定
汽车的悬架中安装减振装置的作用是衰减车身的振动保证整车的行驶平顺性和操纵稳定性。下面仅考虑由减振器引起的振动衰减，不考虑其他方面的影响，以方便对减振器参数的计算。
汽车车身和车轮振动时，减振器内的液体在流经阻尼孔时的摩擦和液体的粘性摩擦形成了振动阻尼，将振动能量转变为热能，并散发到周围的空气中去，达到迅速衰减振动的目的。汽车的悬架有了阻尼以后，簧载质量的振动是周期衰减振动，用相对阻尼比
ψ来评定振动衰减。
减振器的性能常用阻力—位移特性和阻力—速度特性来表示。阻力—位移特性是表示减振器在压缩和伸张行程中的阻力变化特性。阻力—速度特性用来反应振动速度变化时减振器阻力的变化规律。阻力—位移特性如图13a 所示可以直接量出伸张或压缩时的最大减振器阻力值以及减振器一个全行程所做的功（有封闭线以内的面积测出），亦称为减振器的示功图。减振器中的阻力F 和速度v 之间的关系可以用下式表示：
i v F δ=………………………………………………………………………
（23）
式中：
δ——为减振器阻尼系数；
i ——是常数，常用减振器的i 值在卸荷阀打开前等于1。
F 与v 成线性关系，称为线性阻尼特性。阻力—速度特性如图13b 所示可视为四根近似直线的线段组成。在卸荷阀打开前那段线段的斜率就是阻尼系数。压
缩时的阻尼系数常小于伸张时的阻尼系数。
图13 减振器特性图
根据汽车理论的介绍，带线性阻尼减振器的质量悬架系统作自由衰减振动时，评定振动衰减快慢程度的是一个称为相对阻尼比
ψ的数值。相对阻尼比的
物理意义是指出减振器的阻尼作用在与不同刚度和不同质量的悬架系统匹配时，会产生不同的阻尼效果。相对阻尼比
ψ的表达式为：
ψ=Cm 2δ
(24)
式中：
C 、m 、δ分别为悬架系统的刚度、簧载质量和阻力系数。
当减振器安装在悬架中与垂直线成一夹角时，此时的相对阻尼可以用下式表
达：
αψπδ2
2
cos 4i mn = (25)
式中：
n ——表示悬架系统的偏频； m ——表示悬架系统的簧载质量； i ——为常数，为减振器的杠杆比；
α——为减振器的空间安装角，测取数模数值得前减振器为7.1°，后减振
器为12.28°；
δ——为减振器阻尼系数。
根据公式（24）可计算样车在半载状态前、后悬架的阻尼。由于前、 后悬架减振器的杠杆比i=1,标杆车参数ψ前 =0.3；ψ后=0.3 。 将数值代入公式（25）可得悬架的单边平均阻尼系数为 δ前=1794.75 N/（m/s ） δ后=2974.75 N/（m/s ）
通常情况下，将压缩行程时的相对阻尼比取得小些，伸张行程时的相对阻尼比取得大些，一般把减振器拉伸和压缩阻力按照8：2～6：4的比例分配，这样，既可以保证整车的平顺性又不降低操纵稳定性。
参考标杆车数据，确定CA07设计车前后悬架压缩过程与拉伸过程相对阻尼比的比值分别为：0.45和0.50。
根据设定的压缩拉伸阻尼系数比，进一步得出对于前减振器压缩与拉伸的阻
力系数分别为：807.64N/（m/s）和987.12N/（m/s）。后减振器压缩与拉伸的阻力系数分别为：1397.39N/（m/s）和1397.39N/（m/s）。
8参数列表
表6 007参数汇总表
参考文献
1余志生.《汽车理论》.北京：机械工业出版社，2002
2吉林工业大学.王望予.《汽车设计》.北京：机械工业出版社，2000
3刘惟信.《汽车设计》.清华大学出版社，2001
4汽车工程手册编写组编. 《汽车工程手册》（设计篇）. 北京：机械工业出版
社，2001
5刘涛. 《汽车设计》. 北京大学出版社. 2008
1 汽车转向系统的功能 1.1 驾驶者通过方向盘控制转向轮绕主销的转角而实现控制汽车运动方向。 对方向盘的输入有两种方式：对方向盘的角度输入和对方向盘的力输入。装有动力转向系统的汽车低速行驶时，操作方向盘的力很轻，却要产生很大的方向盘 转角输入，汽车的运动方向纯粹是由转向系统各杆件的几何关系所确定。这时， 基本上是角输入。而在高速行驶时，可能出现方向盘转角很小，汽车上仍作用有 一定的侧向惯性力，这时，主要是通过力输入来操纵汽车。 1.2 将整车及轮胎的运动、受力状况反馈给驾驶者。这种反馈，通常称为路感。 驾驶者可以通过手—---感知方向盘的震动及运转情况、眼睛—---观察汽车运动、 身体—---承受到的惯性、耳朵—---听到轮胎在地面滚动的声音来感觉、检测汽车 的运动状态，但最重要的的信息来自方向盘反馈给驾驶者的路感，因此良好的路 感是优良的操稳性中不可缺少的部分。 反馈分为力反馈和角反馈 从转向系统的功能可以得知：人、车通过转向系统组成了人车闭环系统，是驾驶者对汽车操纵控制的一个关键系统。 2 转向系统设计的基本要求 转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调的转角关系。转向系的基本要求如下： 2．1 汽车转弯时，全部车轮应绕瞬时回转中心（瞬心）旋转，任何车轮不应有侧滑。 不满足这项要求会加剧轮胎磨损，并降低汽车的操作稳定性。实际上，没有哪 一款汽车能完全满足这项要求，只能对转向梯形杆系进行优化，一般在常用转向 角（轮15°～25°围）使转向外轮运动关系逼近上述要求。 2．2 良好的回正性能 汽车转向动作完成后，在驾驶者松开方向盘的条件下，转向轮能自动返回到直线行驶位置，并稳定行驶。转向轮的回正力矩的大小主要由悬架系统所决定的前 轮定位参数确定，一般来说，影响汽车回正的因素有：轮胎侧偏特性、主销倾角、 主销后倾角、前轮外倾、转向节上下球节的摩擦损失、转向节臂长、转向系统的 逆效率等。 2．3汽车在任何行驶状态下，转向轮不得产生自振，方向盘没有摆动。 2．4 转向机构与悬架机构的运动不协调所造成的运动干涉应尽可能小，由于运动干涉使转向轮产生的摆动应最小。 汽车转弯行驶时，作用在汽车质心处的离心力的作用，轮载荷减小，外轮载荷
钢板弹簧悬架系统设计规范 1范围 本规范适用于传统结构的非独立悬架系统，主要针对钢板弹簧和液力筒式减振器等主要部件设计参 数的选取、计算、验证等作出较详细的工作模板。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的 修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。 QC/T 491-1999汽车筒式减振器尺寸系列及技术条件 QCn 29035-1991汽车钢板弹簧技术条件 QC/T 517-1999汽车钢板弹簧用U形螺栓及螺母技术条件 GB/T 4783-1984汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比测定方法 3符号、代号、术语及其定义 GB 3730.1-2001 汽车和挂车类型的术语和定义 GB/T 3730.2-1996 道路车辆质量词汇和代码 GB/T 3730.3-1992 汽车和挂车的术语及其定义车辆尺寸 QC/T 491-1999汽车筒式减振器尺寸系列及技术条件 GB/T 12549-2013汽车操纵稳定性术语及其定义 GB 7258-2017机动车运行安全技术条件 GB 13094-2017 客车结构安全要求 QC/T 480-1999汽车操纵稳定性指标限值与评价方法 QC/T 474-2011客车平顺性评价指标及限值 GB/T 12428-2005客车装载质量计算方法 GB 1589-2016道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值 GB/T 918.1-1989 道路车辆分类与代码机动车 JTT 325-2013营运客车类型划分及等级评定 凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。 4悬架系统设计对整车性能的影响 悬架是构成汽车的总成之一，一般由弹性元件（弹簧）、导向机构（杆系或钢板弹簧）、减振装置 （减振器）等组成，把车架（或车身）与车桥（或车轮）弹性地连接起来。主要任务是传递作用在车轮与车架之间的一切力与力矩，缓和由不平路面传给车架的冲击载荷，衰减由冲击载荷引起的承载系统的 振动，保证汽车的正常行驶。悬架结构、性能不仅影响汽车的行驶平顺性，还对操纵稳定性、燃油经济性、通过性等多种
全面解析5种常见悬挂 在这个言必谈操控、论必说运动的年代里，几乎所有汽车品牌多在大力的宣传自己产品优秀的操控性能，从欧系的宝马、奥迪、萨伯到日系的讴歌、英菲尼迪等高端品牌无不在极力宣传自己良好的操控性和运动性，就连一向以舒适性能为取向的奔驰、凯迪拉克、雷克萨斯等高端品牌也在新近的设计中加入了更多的运动取向。从以福克斯为代表的紧凑型轿车到以迈腾为代表的中级车到以宝马5系Li为代表的高档车无不标榜自己的运动性能。那么他们是否如宣传所说这么优秀，此次汽车探索就为大家解读影响汽车运动性能的汽车底盘的核心——悬挂系统，并分析不同悬挂对汽车操控性及舒适性的影响。 『悬挂在汽车底盘安放位置的示意图』 ● 悬挂的概念和分类 首先让我们来了解一下什么是悬挂：悬挂是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称，悬架的主要作用是传递作用在车轮和车身之间的一切力和力矩，比如支撑力、制动力和驱动力等，并且缓和由不平路面传给车身的冲击载荷、衰减由此引起的振动、保证乘员的舒适性、减小货物和车辆本身的动载荷。典型的汽车悬挂结构由弹性元件、减震器以及导向机构等组成，这三部分分别起缓冲，减振和力的传递作用。绝大多数悬挂多具有螺旋弹簧和减振器结构，但不同类型的悬挂的导向机构差异却很大，这也是悬挂性能差异的核心构件。根据结构不同可分为非独立悬挂和独立悬挂两种。
『奥迪S4前后均采用了独立悬挂』 非独立悬挂由于是用一根杆件直接刚性地连接在两侧车轮上，一侧车轮受到的冲击、振动必然要影响另一侧车轮，这样自然不会得到较好的操纵稳定性及舒适性，同时由于左右两侧车轮的互相影响，也容易影响车身的稳定性，在转向的时候较易发生侧翻。独立悬挂底盘扎实感非常明显。由于采用独立悬挂汽车的两侧车轮彼此独立地与车身相连，因此从使用过程来看，当一侧车轮受到冲击、振动后可通过弹性元件自身吸收冲击力，这种冲击力不会波及另一侧车轮，使得厂家可在车型的设计之初通过适当的调校使汽车在乘坐舒适性、稳定性、操纵稳定性三方面取得合理的配置。选用独立悬挂汽车一般来说其操控性和舒适性均要明显好于选用非独立悬挂的汽车。 『多连杆悬挂是独立悬挂的典型代表』
1 范围 本规范适用于传统结构的非独立悬架系统，主要针对钢板弹簧和液力筒式减振器等主要部件设计参数的选取、计算、验证等作出较详细的工作模板。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。 QC/T 491-1999 汽车筒式减振器尺寸系列及技术条件 QCn 29035-1991 汽车钢板弹簧技术条件 QC/T 517-1999 汽车钢板弹簧用U形螺栓及螺母技术条件 GB/T 4783-1984 汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比测定方法 3 符号、代号、术语及其定义 GB 3730.1-2001 汽车和挂车类型的术语和定义 GB/T 3730.2-1996 道路车辆质量词汇和代码 GB/T 3730.3-1992 汽车和挂车的术语及其定义车辆尺寸 QC/T 491-1999 汽车筒式减振器尺寸系列及技术条件 GB/T 12549-2013 汽车操纵稳定性术语及其定义 GB 7258-2017 机动车运行安全技术条件 GB 13094-2017 客车结构安全要求 QC/T 480-1999 汽车操纵稳定性指标限值与评价方法 QC/T 474-2011 客车平顺性评价指标及限值 GB/T 12428-2005 客车装载质量计算方法 GB 1589-2016 道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值 GB/T 918.1-1989 道路车辆分类与代码机动车 JTT 325-2013 营运客车类型划分及等级评定 凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。 4 悬架系统设计对整车性能的影响 悬架是构成汽车的总成之一，一般由弹性元件（弹簧）、导向机构（杆系或钢板弹簧）、减振装置（减振器）等组成，把车架（或车身）与车桥（或车轮）弹性地连接起来。主要任务是传递作用在车轮与车架之间的一切力与力矩，缓和由不平路面传给车架的冲击载荷，衰减由冲击载荷引起的承载系统的
汽车运动机构课程设计说明书 温州大学机电工程学院 2013年6月
机械原理设计说明书 题目:汽车转向机构 学院:机电工程学院 专业:汽车服务工程 班级:11汽车服务本 姓名:叶凌峰俞科王栋柄 王璐吴海霞欧阳凯强 学号:11113003233 11113003243 11113003199 11113003209 11113003218 11113003174指导老师:李振哲
目录 一.设计题目 (1) 1.1课程设计目的和任务 (1) 1.2课程设计内容与基本要求 (2) 1.3机构简介 ........................................................................ 错误！未定义书签。 1.4参考数据 (5) 1.5设计要求 (5) 二. 设计方案比较 (6) 2.1设计方案一 (6) 2.2设计方案二 (7) 2.3设计方案三 (8) 2.4最终设计方案 ................................................................ 错误！未定义书签。 三.虚拟样机实体建模与仿真 (9) 四.虚拟样机仿真结果分析 (10) 4.1运动学仿真 (11) 4.1.1运动学仿真--转向盘位移仿真曲线 (11) 4.1.2运动学仿真--轮胎位移仿真曲线 (11) 4.1.3运动学仿真--转向盘速度仿真曲线 (12) 4.1.4运动学仿真--轮胎速度仿真曲线 (12) 4.1.5运动学仿真--转向盘加速度仿真曲线 (13) 4.1.6运动学仿真--轮胎加速度仿真曲线 (13) 4.2动力学分析 (14) 4.2.1转向盘受力仿真曲线 (14) 4.2.2轮胎受力仿真曲线 (14) 五. 课程设计总结 (15) 5.1机械原理课程设计总结 (15) 5.2设计过程 (15) 5.3设计展望 (16) 5.4设计工作分工表 (16) 5.5参考文献 (16)
中级轿车多连杆后悬架设计-王昱昕-20070306 中级轿车多连杆后悬架设计 --------几何学定义GEOMETRY 二零零七年三月六日 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 comcn 序言 本文档主要从整车总布置角度出发在总体概念设计阶段进行悬架的 选型硬点几何定义设计从而确定悬架各相关部件的详细结构设计边 界和输入信息
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 comcn 目录 后悬架常见类型 多连杆优缺点详细分析 预备信息 多连杆后悬架几何详细定义步骤 悬架目标设定 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 comcn 常见后悬架类型 1 拖曳臂TRAILING ARM 2 扭曲梁TWIST AXLE
3 多连杆MULTILINK PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 comcn 拖曳臂 TRAILING ARM 后悬架 优点 沿Y和Z方向的尺寸较小因此对于后部车厢布置非常有利能有较好的空间利用率尤其是轮罩之间的宽 度较大和容易布置备胎和油箱 悬架和车身容易装配 悬架结构简单零部件少容易分装 由于没有衬套滞后性较小 容易保护后驱
Compatibility with traction 缺点 在沿着车身与拖曳臂的旋转轴拖曳臂的长度和宽度有比较大的杠杆比因此当存在侧向载荷有不利 的前束 在车身的横向翻转有不利的车轮外倾角如果有一个比较合适的悬转轴有可能纠正外倾角但这样会影 响轮罩之间的宽度 不好的调整潜能所有的几何特征和相应变形参数都是相关联的 由于缺少衬套不能进行有效的衰减震动 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 comcn 扭曲梁 TWIST AXLE 后悬架
钢板弹簧悬架系统设计规范 1 范围 本规范适用于传统结构的非独立悬架系统，主要针对钢板弹簧和液力筒式减振器等主要部件设计参数的选取、计算、验证等作出较详细的工作模板。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。 QC/T 491-1999 汽车筒式减振器尺寸系列及技术条件 QCn 29035-1991 汽车钢板弹簧技术条件 QC/T 517-1999 汽车钢板弹簧用U形螺栓及螺母技术条件 GB/T 4783-1984 汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比测定方法 3 符号、代号、术语及其定义 GB 3730.1-2001 汽车和挂车类型的术语和定义 GB/T 3730.2-1996 道路车辆质量词汇和代码 GB/T 3730.3-1992 汽车和挂车的术语及其定义车辆尺寸 QC/T 491-1999 汽车筒式减振器尺寸系列及技术条件 GB/T 12549-2013 汽车操纵稳定性术语及其定义 GB 7258-2017 机动车运行安全技术条件 GB 13094-2017 客车结构安全要求 QC/T 480-1999 汽车操纵稳定性指标限值与评价方法 QC/T 474-2011 客车平顺性评价指标及限值 GB/T 12428-2005 客车装载质量计算方法 GB 1589-2016 道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值 GB/T 918.1-1989 道路车辆分类与代码机动车 JTT 325-2013 营运客车类型划分及等级评定 凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。 4 悬架系统设计对整车性能的影响 悬架是构成汽车的总成之一，一般由弹性元件（弹簧）、导向机构（杆系或钢板弹簧）、减振装置（减振器）等组成，把车架（或车身）与车桥（或车轮）弹性地连接起来。主要任务是传递作用在车轮与车架之间的一切力与力矩，缓和由不平路面传给车架的冲击载荷，衰减由冲击载荷引起的承载系统的
汽车转向系统总结报告 本节课首先讲述了转向系概述，包括其定义、功用、分类、组成、转向理论。 一、定义 驾驶员用来改变或恢复汽车行驶方向的机构称为汽车转向系统。改变或恢复行驶方向的方法是，驾驶员通过一套专设的机构，使汽车的转向桥上的车轮相对于汽车纵轴线偏转一定角度。 二、功用 遵从驾驶员的操纵，改变汽车行驶方向，并和汽车行驶系共同保证汽车机动灵活、稳定安全地行驶。 三、分类 机械转向系：以驾驶员施加于转向盘上的体力为转向能源。 动力转向系：兼用驾驶员体力和发动机部分动力为转向能源。 转向装置的作用有三点: 1、增大驾驶员作用力 2、改变运动方向 3、把转动变为摆动 接着讲述了转向器的作用及要求、分类、结构。 作用:改变力的传递方向和大小，并获得所要求的摆动速度和角度，进而通过传动机构带动转向车轮偏转。 要求: 省力、灵活 稳定 传给转向器的反冲力尽可能小，又能自动回正 有间隙调整装置，保证自由行程在规定范围 分类:蜗杆齿扇式转向器，循环球式转向器，蜗杆曲柄双销式转向器，齿轮齿条转向器。 重点讲述了转向器的工作原理！ 转向系统的设计、制造所需知识包含在哪些课程中呢？ 机械原理机械制造基础机械设计机械制造工程学 高等数学等等等 可见转向系统的设计极其制造需要依赖很多门课程的知识，同时也反应了转向系统是很复杂的，想要完成好转向系统的设计、制造，不是一件容易的事情，需要广阔的知识涉猎，才能又完成这项任务资格！ 对于未来的转向系统又有如何的发展趋势呢？ 传统的汽车转向系统是机械式的转向系统，汽车的转向由驾驶员控制方向盘，通过转向器等一系列机械转向部件实现车轮的偏转，从而实现转向。对于未来汽车的转向系统，动力转向是发展方向。动力转向主要是从减轻驾驶员疲劳，提高操作轻便性和稳定性出发。动力转向有3种形式:整体式，半分置式及联阀式动力转向结构。目前3种形式各有特点，发现较快，整体式多用于前桥负荷3～8t汽车。从发展趋势上看，国外整体式转向器发展较快，而整体式转向器中转阀结构是目前发展方向。 机制十二班康斌学号2013141411167
河北工业大学本科毕业设计（论文）中期报告 毕业设计（论文）题目：方程式赛车悬架系统设计分析 专业：车辆工程 学生信息：学号：082886；姓名：樊广阔；班级：车辆083 指导教师信息：教师号：86024；姓名：武一民；职称：教授 报告提交日期：2012.04.17 一、前期具体工作及取得进展 1.查阅FSAE赛车及相似汽车悬架结构，确定所设计赛车悬架结构。 根据文献及FSAE赛车实车相关图片初步确定采用不等长双横臂拉杆弹簧独立悬架，制动器形式采用盘式制动。上下两横臂采用A型结构，且由杆件代替，上下A臂不平行且不等长，为了保证运动时轮距变化不大采用上横臂短、下横臂长的结构形式。 悬架杆件采用SAE4130钢管，尺寸为12x1.5以及10.3x1.73。上下横臂与车架的链接以及拉杆与上横臂的链接均采用轴销式配合，并采用SA型外螺纹杆端关节轴承，型号为：SA8E。横臂与转向节的链接采用GE型向心关节轴承，型号为：GE8C。减震器及弹簧选取螺旋弹簧套在减震器外侧的结构，减震器的一端通过摇臂与拉杆连接，另一端连接在车架上。横向稳定杆与摇臂的连接同样采用外螺纹杆端关节轴承，型号为：SA6E。 摇臂的旋转中心采用的是自润滑轴承，型号为10x14x20。整体结构的布置形式大概如下图所示：
2.初步确定悬架相关参数。 根据赛事规定6.3.1 赛车轮辋直径必须至少为203.2mm（8.0 英寸），因此结合查阅相关资料及简单计算轮辋采用13X8尺寸，即轮辋直径为330mm。轮胎选取Continental轮胎，型号为195/45R13，轮胎外径为510mm。 根据赛事规定6.2 离地间隙：在比赛中，在有车手乘坐时，赛车的静态离地间隙必需至少25.4mm（1 英寸），因此，初步设计赛车最小离地间隙为30mm。 根据赛事规定2.3 轴距赛车的轴距必须至少为1525mm（60 英寸）。轴距是指在车轮指向正前方时同侧两车轮的接地面中心点之间的距离。因此，初步设计赛车轴距为1535mm。 根据赛事规定2.4 轮距赛车较小的轮距（前轮或后轮）必须不小于较大轮距的75%。此次设计初步设计前轮距为1200mm，后轮距为1180mm。 根据赛事规定6.1.1 赛车所有车轮必须安装有功能完善的、带有减震器的悬架。在有车手乘坐的情况下，轮胎的跳动行程至少为50.8mm（2 英寸），其中向上25.4mm （1 英寸），向下25.4mm（1 英寸）。因此，本次设计初步设计悬架静挠度为25.5mm，动挠度设计为28mm。 根据赛事关于车架部分的规定，本次设计按照最小的车架尺寸设计，由此及选取的轮距确定： 前轮：转向节上铰点据车架铰接点距离为260mm，转向节下铰点据车架铰接点距离为312mm。上A臂夹角为38°，下A臂夹角为36°。 后轮：后立柱上铰接点据车架铰接点距离为302mm，下铰接点据车架铰接点距离为368mm。上A臂夹角为50°，下A臂夹角为32°。 3.悬架参数计算。 本次设计初步选取有车手乘坐时总质量为260Kg，再根据所选取的前后悬架静挠度及动挠度，通过作图法确定悬架的侧倾中心，将上下横臂内外转动点的连线延长到极点，将极点与车轮接地点链接即可在汽车垂直于地面的中心线上的到侧倾中心，得到的侧倾中心高度为45.24mm。在独立悬架中，赛车前后悬架侧倾中心的连线称为侧倾轴线，侧倾轴线与点平行。双横臂悬架侧倾中心位于上下控制臂转动延长线的交点，可以确定纵倾中心，进一步计算抗制动前倾角。 4.减震器的选择。 根据赛车图片及论坛相关资料，选取筒式减震器。
前言： 悬架是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称，其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭，并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并衰减由此引起的震动，以保证汽车能平顺地行驶。典型的悬架结构由弹性元件、导向机构以及减震器等组成，个别结构则还有缓冲块、横向稳定杆等。弹性元件又有钢板弹簧、空气弹簧、螺旋弹簧以及扭杆弹簧等形式，而现代轿车悬架多采用螺旋弹簧和扭杆弹簧，个别高级轿车则使用空气弹簧。悬架是汽车中的一个重要总成，它把车架与车轮弹性地联系起来，因此悬架与车辆的行驶平顺性、操控稳定性具有极大的关系。悬架设计的好坏直接影响到整车的性能。因此开发出高品质的悬架是车辆工程师的一项重要任务。而悬架部分涉及的专业知识也比较高深，本文期望通过对悬架进行初级设计以达到对悬架有进一步了解的目 的。 关键词:悬架；减震器；弹簧计算 1
1悬架 1.1悬架的功用 汽车悬架是车架（或车身）与车轴（或车轮）之间的弹性联结装置的统称。它的作用是弹性地连接车桥和车架（或车身），缓和行驶中车辆受到的冲击力；保证货物完好和人员舒适；衰减由于弹性系统引进的振动，使汽车行驶中保持稳定的姿势，改善操纵稳定性；同时悬架系统承担着传递垂直反力，纵向反力（牵引力和制动力）和侧向反力以及这些力所造成的力矩作用到车架（或车身）上，以保证汽车行驶平顺；并且当车轮相对车架跳动时，特别在转向时，车轮运动轨迹要符合一定的要求，因此悬架还起使车轮按一定轨迹相对车身跳动的导向作用。 1.2 悬架的组成 一般悬架由弹性元件、导向机构、减振器和横向稳定杆组成。 1.弹性元件 弹性元件用来承受并传递垂直载荷，缓和由于路面不平引起的对车身的冲击。弹性元件种类包括钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、油气弹簧、空气弹簧和橡胶弹簧等，这里我们选用螺旋弹簧。 2.减振器 减振器用来衰减由于弹性系统引起的振动，减振器的类型有筒式减振器，阻力可调式新式减振器，充气式减振器。 3.导向机构 导向机构用来传递车轮与车身间的力和力矩，同时保持车轮按一定运动轨迹相对车身跳动，通常导向机构由控制摆臂式杆件组成。种类有单杆式或多连杆式的。钢板弹簧作为弹性元件时，可不另设导向机构，它本身兼起导向作用。有些轿车和客车上，为防止车身在转向等情况下发生过大的横向倾斜，在悬架系统中加设横向稳定杆，目的是提高横向刚度，使汽车具有不足转向特性，改善汽车的操纵稳定性和行驶平顺性。
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 毕业设计（论文）客车悬架系统设计计算说明书 院系：长安大学汽车学院 指导教师：张平 专业班级： 22010803 学生姓名：杨文亮 2012年6月18日
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 摘要 目前我国的客车普遍采用的是传统钢板弹簧悬架，只有少数的高级客车才配置了空气悬架。传统钢板弹簧的结构简单，成本较低。而相对于传统机械钢板弹簧悬架而言，空气悬架具有乘坐更舒适、更好改善车辆的行驶平顺性等显著优点，但是造价也相对较高。 本文针对客车的悬架设计，在传统钢板弹簧悬架的基础上对前悬进行改进，前悬采用钢板弹簧与空气弹簧并联的混合式空气悬架，而后悬采用主副复合式钢板弹簧悬架。前悬的混合式空气悬架能满足驾驶员舒适性的要求，而后悬架的主副复合式钢板弹簧降低了整车的生产成本。 对前、后悬架的主要零部件的尺寸进行设计计算，并运用CATIA进行建模和装配。关键词混合式空气悬架，CATIA，主副复合式钢板弹簧悬架
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ ABSTRACT At present, buses generally use the traditional leaf spring suspension in our country , only a handful of senior buses was equipped with air suspension. Traditional leaf spring structure is simple and with low cost . In contrast to traditional mechanical leaf spring suspension, the air suspension has more significant advantages, such as , more comfortable to ride, better improvement of the vehicle ride comfort. However , the cost is relatively high. This paper is about the bus suspension design .to improve the front suspension on the basis of the traditional leaf spring suspension , front suspension uses hybrid air suspension combined parallel with leaf springs and air springs , and then rear suspension uses primary and secondary compound leaf spring suspension. the front air suspension can meet the requirements of driver comfort , but leaf spring in the rear suspension can reduce the manufacturing cost. Design and calculate the size parameters of the main components in the front and rear suspension, and modeling and assembly in use of CATIA. KEYWORDS: hybrid air suspension ,catia ,primary and secondary compound leaf spring suspension
标题 转向系统设计与优化 摘要 汽车在行驶过程中，需要按照驾驶员的意志经常改变行驶方向，即所谓汽车转向。用来改变或保持汽车行驶方向的机构称为汽车转向系统。汽车转向系统的功能就是按照驾驶员的意愿控制汽车的行驶方向。汽车转向系统对汽车的行驶安全是至关重要的。因此需要对转向系统进行优化，从而使汽车操作起来更加方便、安全。本次设计是EPS电动转向系统，即电动助力转向系统。该系统是由一个机械系统和一个电控的电动马达结合在一起而形成的一个动力转向系统。EPS系统主要是由扭矩传感器、电动机、电磁离合器、减速机构和电子控制单元等组成。驾驶员在操纵方向盘进行转向时，转矩传感器检测到转向盘的转向以及转矩的大小，将电压信号输送到电子控制单元，电子控制单元根据转矩传感器检测到的转距电压信号、转动方向和车速信号等，向电动机控制器发出指令，使电动机输出相应大小和方向的转向助力转矩，从而产生辅助动力。汽车不转向时，电子控制单元不向电动机控制器发出指令，电动机不工作。该系统由电动助力机直接提供转向助力，省去了液压动力转向系统所必需的动力转向油泵、软管、液压油、传送带和装于发动机上的皮带轮，既节省能量，又保护了环境。另外，还具有调整简单、装配灵活以及在多种状况下都能提供转向助力的特点。因此，电动助力转向系统是汽车转向系统的发展方向。 关键词：机械系统，扭矩传感器，电动机，电磁离合器，减速机构，电子控制单元。 概述 汽车在行使过程中，需要经常改变行驶方向，即所谓的转向。这就需要有一套能够按照司机意志来改变或恢复汽车行驶方向的专设机构，它将司机转动方向盘的动作转变为车轮的偏转动作，这就是所谓的转向系统。转向系统是用来改变汽车的行使方向和保持汽车直线行使的机构，既要保持车辆沿直线
前麦弗逊悬架和后多连杆 悬架设计 This manuscript was revised on November 28, 2020
存档编号 华北水利水电大学North China University of Water Resources and Electric Power 毕业设计 题目乘用车悬架系统设计 学院机械学院 专业机械设计制造及其自动化 姓名 学号 指导教师 完成时间 教务处制 独立完成与诚信声明 本人郑重声明：所提交的毕业设计（论文）是本人在指导教师的指导下，独立工作所取得的成果并撰写完成的，郑重确认没有剽窃、抄袭等违反学术道德、学术规范的侵权行为。文中除已经标注引用的内容外，不包含其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
毕业设计（论文）作者签名：指导导师签名： 签字日期：签字日期： 毕业设计（论文）版权使用授权书 本人完全了解华北水利水电大学有关保管、使用毕业设计（论文）的规定。特授权华北水利水电大学可以将毕业设计（论文）的全部或部分内容公开和编入有关数据库提供检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段复制、保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交毕业设计（论文）原件或复印件和电子文档（涉密的成果在解密后应遵守此规定）。 毕业设计（论文）作者签名：导师签名： 签字日期：签字日期：
摘要 悬架的主要功能是传递作用在车轮和车身之间的一切力和力矩，缓冲传给车身的冲击载荷，通过减震器衰减由车轮引起的簧上震动，保证汽车行驶的平顺性，保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特征，增强汽车的操纵稳定性，轻便性。 本文首先论述了悬架的分类、优缺点及国内外的研究现状，然后以日产天籁为设计参照，使用传统设计方法（非优化设计）设计计算前麦弗逊悬架和后多连杆悬架，涵盖了选定悬架质量分配系数，选定车震频率、偏频比，计算悬架静挠度和动挠度，减震器行程及工作缸内径的选择及螺旋弹簧的直径、工作圈数设计等。 本次设计中使用UG软件做出三维模型，再进行装配，装配完成后，将其分别导入ADAMS/car和adams/view中进行仿真分析和动画仿真，得出汽车行驶时的仿真动画、整车车轮前束角、整车车轮外倾角、前轮主销内倾角、前轮主销后倾角、摩擦半径、后轮侧倾中心坐标的相关数据变化。 在介绍了主动悬架和半主动悬架之后，阐述了他们之间以及相对于传统悬架之间的优缺点、前麦弗逊悬架和后多连杆悬架减震器可行的改良方法，以及未来研究方向，最后对此次设计设计进行一次回顾，总结设计中的收获和存在的问题。 关键字：麦弗逊式悬架、多连杆悬架、三维模型、运动仿真、仿真分析 中图分类号：+1
目录 1 绪论 (2) 1.1 悬架的概述 (2) 1.2 悬架的分类 (3) 1.3 重型载货汽车悬架系统目前的工作状况 (4) 1.4 悬架技术的研究现状及发展趋势 (5) 1.4.1悬架技术的研究现状 (5) 1.4.2悬架技术的发展趋势 (5) 1.4.3悬架设计的技术要求 (5) 2 空气悬架结构 (6) 2.1 空气悬架结构简介 (6) 2.1.1空气悬架系统的基本结构 (6) 2.1.2空气弹簧的类型 (6) 2.1.3导向机构 (7) 2.1.4高度控制阀 (7) 2.2 空气悬架系统的工作原理 (7) 3 悬架主要参数的确定 (8) 3.1 载货汽车的结构参数 (8) 3.2 悬架静挠度 (8) 3.3 悬架动挠度 (9) 3.4 悬架弹性特性 (10) 4 弹性元件的设计 (11) 4.1 空气弹簧力学性能 (11) 4.1.1空气弹簧刚度计算 (11) 4.1.2空气弹簧固有频率的计算 (13) 4.1.3空气弹簧的刚度特性分析 (14) 4.2 高度控制阀 (16) 5 悬架导向机构的设计 (17) 5.1 悬架导向机构的概述 (17) 5.2 横向稳定杆的选择 (17) 5.3 侧顷力臂的计算方法 (18) 5.4 稳定杆的角刚度计算 (19) 5.5 悬架的侧倾角校核 (20) 6 减振器机构类型及主要参数的选择计算 (21) 6.1 分类 (21) 6.2 主要参数的选择计算 (22) 7 技术与经济性分析 (26)
1 绪论 1.1 悬架的概述 悬架是车架（或承载式车身）与车桥（或车轮）之间的一切传力连接装置的总称。它的功用是把路面作用于车轮上的垂直反力（支承力）、纵向反力（牵引力和制动力）和侧向反力以及这些反力所造成的力矩都要传递到车架（或承载式车身）上，以保证汽 车的正常行驶]1[。 现代汽车的悬架尽管有各种不同的结构形式，但是一般都由弹性元件、减振器和导向机构三部分组成。由于汽车行驶的路面不可能绝对平坦，路面作用于车轮上的垂直反力往往是冲击性的，特别是在坏路面上高速行驶时，这种冲击力将达到很大的数值。冲击力传到车架和车身时，可能引起汽车机件的早期损坏，传给乘员和货物时，将使乘员感到极不舒适，货物也可能受到损伤。为了缓和冲击，在汽车行驶系统中，除了采用弹性的充气轮胎之外，在悬架中还必须装有弹性元件，使车架（或车身）与车桥（或车轮）之间作弹性联系。但弹性系统在受到冲击后，将产生振动。持续的振动易使乘员感到不舒适和疲劳。故悬架还应当具有减振作用，使振动迅速衰减（振幅迅速减小）。为此，在许多结构形式的汽车悬架中都设有专门的减振器。 以下对悬架重要的组成部分进行简单的介绍。 (一)弹性元件 弹性元件主要是把车架或车身与车桥或车轮弹性的连接起来，主要有空气弹簧，钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧等。 (1)空气弹簧 空气弹簧是由橡胶囊所围成的一个密闭容器，在其中贮入压缩空气，利用空气的可压缩性实现其弹簧的作用。这种弹簧的刚度是可变的，因为作用在弹簧上的载荷增加时，容器内的定量气体气压升高，弹簧刚度增大。反之，当载荷减小时，弹簧内的气压下降，刚度减小，故空气弹簧具有较理想的弹性特性。 随着科学技术突飞猛进，生活水平的不断提高，人们对汽车的乘坐舒适性及各方面的性能提出了更高的要求，这便迫使各汽车生产厂家不断的引进先进技术，生产出更好的产品，保持强大的竞争能力。从而空气弹簧的设计与研究也越来越受到车辆设计人员的青睐。在本论文主要是对空气弹簧进行了研究与探讨。 (2)钢板弹簧 由多片不等长和不等曲率的钢板叠合而成。钢板弹簧除具有缓冲作用外，还有一定的减震作用。 (3)螺旋弹簧 只具备缓冲作用，多用于轿车独立悬挂装置。由于没有减震和传力的功能，还必须设有专门的减震器和导向装置。 (4)扭杆弹簧 将用弹簧杆做成的扭杆一端固定于车架，另一端通过摆臂与车轮相连，利用车轮跳动时扭杆的扭转变形起到缓冲作用，适合于独立悬挂使用。 (二)导向装置
大学生方程式赛车悬架系统设计 中国大学生方程式汽车大赛，在XX年开始举办，至XX 年已举办三届，大赛目的是为了提高大学生汽车设计与团队协作等能力，而华南农业大学XX年才组队设计赛车，现在还没有派队参加比赛，本文初步探讨SAE赛车悬架设计的方案，为日后华南农业大学参赛打下基础。 本课题的重点和难点 1、根据整车的布置对FSAE赛车悬架的结构形式进行的选择。 2、对前后悬架的主要参数和导向机构进行初步的设计。 3、用Catia或Proe建立悬架三维实体模型。 4、在Adams/car中建立该悬架的虚拟样机模型，进行仿真，分析其运动学性能。 5、悬架设计方案确定后的优化改良。优化的方案一：用ADAMS/Insight进行优化，以车轮的定位参数优化目标，以上下横臂与车架的铰接点为设计变量进行优化。优化的方案二：轻量化，使用Ansys软件进行模拟悬架工作状况，进行受力分析，强度校核，优化个部件结构，受力情况。 1、查阅FSAE悬架的设计。 2、运用Pro/E或者Catia进行零件设计和仿真建模，设计出悬架的雏形。 3、在Adams/car中建立该悬架的虚拟样机模型，进行仿真，分析其运动学性能。 4、用ADAMS/Insight进行优化，改善操纵稳定性。
5、使用Ansys软件进行模拟悬架工作状况，进行受力分析，优化个部件结构及轻量化。 悬架设计流程如下： 首先要确定赛车主要框架参数，包括：外形尺寸、重量、发动机马力等等。 确定悬架系统类型，一般都会选用双横臂式，主要是决定选用拉杆还是推杆。 确定赛车的偏频和赛车前后偏频比。 估计簧上质量和簧下质量的四个车轮独立负重。 根据上面几个参数推算出赛车的悬架刚度和弹簧的弹性系数。 推算出赛车在没有安装防侧倾杆之前的悬架刚度初值，并计算车轮在最大负重情况下的轮胎变形。 计算没安装防侧倾杆时赛车的横向负载转移分布。 根据上面计算数值，选择防侧倾杆以获得预想的侧倾刚度和 LLTD。最后确定减振器阻尼率。 上面计算和选型完成后，再重新对初值进行校核。 运用Pro/E或者Catia进行零件设计和仿真建模，设计出悬架的雏形。在Adams/car中建立该悬架的虚拟样机模型，进行仿真，分析其运动学性能，并用ADAMS/Insight进行优化分析。 使用Ansys软件进行模拟悬架工作状况，进行受力分析，
目录 1.概述 (1) 1.1任务来源 (1) 1.2转向系统基本介绍 (1) 1.3转向系统结构简图 (1) 2.转向系统相关参数 (1) 3.最小转弯半径 (2) 4.转向系传动比的计算 (3) 5.转向系载荷的确定 (3) 5.1原地转向阻力矩 M (3) r 5.2车轮回正阻力矩Ms (3) 5.3作用在转向盘上的力 F (3) k 6.转向管柱布置的校核 (4) 6.1转向管柱布置角度的测量 (4) 6.2转向管柱角速度及力矩波动计算 (4) 6.3转向管柱固有频率要求 (7) 7.结论 (7) 参考文献................................................... 错误！未定义书签。
1.概述 1.1任务来源 根据6430车型设计开发协议书， 6430项目是一款全新开发的车型，需对转向系统进行设计计算。 1.2转向系统基本介绍 转向管柱为角度不可调式管柱，转向机采用结构简单、布置容易的齿轮齿条式转向机。 转向盘采用软发泡三辐式，轮辐中间有一块大盖板，打开时可拆装调整转向盘。 1.3转向系统结构简图 2.转向系统相关参数
轮胎规格为185R14LT ，层级为8。轮辋偏置距为+45mm ，负荷下静半径为304㎜，滚动半径约317mm ，满载下前胎充气压力240KPa 。 3.最小转弯半径 汽车的最小转弯半径是汽车在转向轮处于最大转角条件下以低速转弯时前外轮中心与地面接触点的轨迹构成圆周半径，它在汽车转向角达到最大时取得。 转弯半径越小，则汽车转向所需场地就愈小，汽车的机动性就越好。为了避免在汽车转向时产生的路面对汽车行驶的附加阻力和轮胎过快磨损，要求转向系能保证在汽车转向时，所有车轮应绕瞬时转向中心作纯滚动。此时，内转向轮偏转角β应大于外转向轮偏转角α，在车轮为绝对刚体的假设条件下，角α与β的理想关系式应是： L ctg ctg K +=βα 式中： K —两侧主销轴线与地面相交点之间的距离； L —轴距。 3.1按外轮最大转角 C L R += α sin 1 =5194.9（mm ） 3.2按内轮最大转角 C KL K L R +++=2 1 222]tan 2)sin [(ββ =5912.3（mm ）
悬架系统计算报告 项目名 称： 03月编号： 版本号：V1.0
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目次 1 概述 (1) 1.1 计算目的 (1) 1.2 悬架系统基本方案介绍 (1) 1.3 悬架系统设计的输入条件 (2) 2 悬架系统的计算 (3) 2.1 弹簧刚度 (3) 2.2 悬架偏频的计算 (3) 2.2.1 前悬架刚度计算 (4) 2.2.2 前悬架偏频计算 (4) 2.2.3 后悬架刚度计算 (5) 2.2.4 后悬架偏频计算 (6) 2.3 悬架静挠度的计算 (6) 2.4 侧倾角刚度计算 (7) 2.4.1 前悬架的侧倾角刚度 (7) 2.4.2 后悬架的侧倾角刚度.......... 错误! 未定义书签。 2.5 整车的侧倾角计算 (10) 2.5.1 悬架质量离心力引起的侧倾力矩 (11) 2.5.2 侧倾后, 悬架质量引起的侧倾力矩 (12) 2.5.3 总的侧倾力矩 (12) 2.5.4 悬架总的侧倾角刚度 (12) 2.5.5 整车的侧倾角 (12) 2.6 纵倾角刚度 (12)
2.7 减振器参数 (13) 2.7.1 减振器平均阻力系数的确定错误! 未定义书签。 2.7.2 压缩阻尼和拉伸阻尼系数匹配 (16) 2.7.3 减震器匹配参数 (16) 3 悬架系统的计算结果 (17) 4 结论及分析 (18) 参考文献 (18)
1概述 1.1 计算目的 经过计算，求得反映MA02-ME10Q纯电动车悬架系统性能的基本特征，为零部件开发提供参考。计算内容主要包括悬架刚度、悬架侧倾角刚度、刚度匹配、悬架偏频、静挠度和阻尼等。 1.2 悬架系统基本方案介绍 MA02-ME10 0纯电动车前悬架采用麦弗逊式独立悬架带横向稳定杆结构，后悬架系统采用拖曳臂式非独立悬架结构。 前、后悬架系统的结构图如图1、图2: 图1前悬架系统
悬架系统设计步骤 在此主要是分析竞争车型的底盘布置。底盘布置首先要确定出轮胎、悬架形式、转向系统、发动机、传动轴、油箱、地板、前纵梁结构(满足碰撞)等，因为这些重要的参数，如轮胎型号、悬架尺寸、发动机布置、驱动形式、燃油种类等在开发过程中要尽可能早地确定下来。在此基础上，线束、管路、减振器、发动机悬置等才能继续下去 悬架选择 对各种后悬架结构型式进行优缺点比较，包括对后部轮罩间空间尺寸的分析比较，进行后悬架结构的选择。 常见的后悬架结构型式有：扭转梁式、拖曳臂式、多连杆式。 扭转梁式悬架 优点： 1.与车身连接简单，易于装配。 2.结构简单，部件少，易分装。 3.垂直方向尺寸紧凑。 4.底板平整，有利于油箱和后备胎的布置。 5.汽车侧倾时，除扭转梁外，有的纵臂也会产生扭转变形，起到横向稳定作用， 若还需更大的悬架侧倾角刚度，还可布置横向稳定杆。 6.两侧车轮运转不均衡时外倾具有良好的回复作用。 7.在车身摇摆时具有较好的前束控制能力。 8.车轮运动特性比较好，操纵稳定性很好，尤其是在平整的道路情况下。 9.通过障碍的轴距具有相当好的加大能力，通过性好。 10.如果采用连续焊接的话，强度较好。 缺点： 1.对横向扭转梁和纵向拖臂的连续焊接质量要求较高。 2.不能很好地协调轮迹。 3.整车动态性能对轴荷从空载到满载的变化比较敏感。 4.但这种悬架在侧向力作用时，呈过度转向趋势。另外，扭转梁因强度关系，允 许承受的载荷受到限制。 扭转梁式悬架结构简单、成本低，在一些前置前驱汽车的后悬架上应用较多。 拖曳臂式悬架 优点： 1.Y轴和X轴方向尺寸紧凑，非常有利于后乘舱（尤其是轮罩间宽度尺寸较大） 和下底板备胎及油箱的布置。 2.与车身的连接简单，易于装配。 3.结构简单，零件少且易于分装； 4.由于没有衬套，滞后作用小。 5.可考虑后驱。 缺点： 1.由于沿着控制臂相对车身转轴方向控制臂较大的长宽比，侧向力对前束将产生 不利的影响。 2.车身摇摆（body roll）对外倾产生不利影响；（适当的控制臂转轴有可能改善外 倾的回复能力，但这导致轮罩间宽度尺寸的减小。）